造紙污泥對水泥基硅酸鈣板及保溫砂漿性能的影響.pdf

1、造紙污泥是處理工業(yè)廢水得到的固體廢棄物，是造紙工業(yè)最大的污染源，可以分為含纖維造紙污泥和無纖維造紙污泥。造紙污泥摻入到硅酸鈣板和保溫砂漿中，可以改善保溫砂漿和硅酸鈣板的韌性、強度和導(dǎo)熱系數(shù)，同時能夠大幅度降低木漿纖維和水泥的用量，降低成本。本文主要研究了造紙污泥對水泥基硅酸鈣板和保溫砂漿性能的影響。主要從以下方面進行研究:(1)鈣硅比對硅酸鈣板中托勃莫來石形成機制的影響;(2)制備工藝對硅酸鈣板中托勃莫來石形成機制的影響;(3)造紙污泥

2、取代木漿纖維對硅酸鈣板性能的影響，并通過響應(yīng)曲面法確定造紙污泥灰和堿回收白泥的最佳摻量;(4)采用響應(yīng)曲面法研究了三種外加劑對保溫砂漿性能的影響，并確定三種外加劑的最佳摻量;(5)選取不同類型的造紙污泥，研究其對保溫砂漿力學(xué)性能和保溫性能的影響。取得了以下結(jié)論:
　　(1)托勃莫來石是硅酸鈣板制備過程中的主要水化產(chǎn)物，對硅酸鈣板的性能具有重要的影響。對硅酸鈣板的XRD和DSC分析表明，當(dāng)硅酸鈣板中鈣硅比為1.15～1.60、蒸養(yǎng)時

3、間為4h～8h和蒸養(yǎng)溫度為190℃～195℃時，托勃莫來石的形成量最高。同時低鈣硅比下，托勃莫來石難以形成，而高鈣硅比會使得CSH凝膠向C3SH轉(zhuǎn)化;采用壓制成型制備的硅酸鈣板，根據(jù)其力學(xué)性能和孔隙率確定最佳成型壓力為40MPa。另外蒸養(yǎng)溫度的提高可以促進Ca(OH)2和SiO2反應(yīng)生成托勃莫來石;蒸養(yǎng)時間較短時，C5S6Hn大量生成，而蒸養(yǎng)時間較長時，托勃莫來石會向硬硅鈣石轉(zhuǎn)化。根據(jù)力學(xué)性能分析可知，硅酸鈣板中最佳的水泥摻量為72％（

4、鈣硅比為1.22），硅酸鈣板的抗折強度達到16.1MPa;最佳蒸養(yǎng)溫度為190℃，抗折強度達到了15.7MPa;最佳蒸養(yǎng)時間為6h，抗折強度為14.4MPa。
　　(2)通過對脫墨污泥和生態(tài)污泥取代木纖維的硅酸鈣板性能的分析，可以確定出脫墨污泥的最佳摻入量為5.0％～7.5％，抗折強度為16.7MPa～16.9MPa，與未摻污泥試樣相比，抗折強度提升19.3～20.7％。而生態(tài)污泥的最佳摻入量為5％10％，抗折強度為15.0MPa

5、～15.5MPa，與未摻污泥試樣相比，抗折強度提升7.1～10.7％。根據(jù)摻入造紙污泥灰和堿回收白泥的硅酸鈣板的孔隙率和物理性能分析，造紙污泥灰的最佳摻量為30％，此時抗折強度達到最高值17.8MPa，與未摻污泥試樣相比，強度提升約27.1％。孔隙率最低，只有11.7％;堿回收白泥的最佳摻量為15％，抗折強度達到最高值17.1MPa，與未摻污泥試樣相比，強度提升約22.1％。但是當(dāng)堿回收白泥摻量為20％時，其吸水率達到最小值7.39％，

6、此時孔隙率最低，只有11.9％。
　　(3)通過響應(yīng)曲面法研究造紙污泥灰和堿回收白泥對硅酸鈣板性能的影響，選取三次函數(shù)作為研究模型，確定了最佳摻量的范圍:造紙污泥灰為12％～20％和堿回收白泥為6％～12％。
　　(4)通過響應(yīng)曲面的模型比較，采用二次函數(shù)來研究外加劑對保溫砂漿性能的影響。根據(jù)響應(yīng)曲面的分析，確定保溫砂漿中纖維素醚、減水劑和引氣劑的最佳摻量分別為0.5％～0.55％、0.5％～0.55％和0.25％～0.28

7、％。
　　(5)由于含纖維造紙污泥的纖維含量的差異，因而不同種類的造紙污泥對保溫砂漿性能的影響也不同。高纖維含量的造紙污泥在摻量為2.5％～7.5％時，能夠很好的改善保溫砂漿的性能;低纖維含量的造紙污泥在摻量為2.5％～5％時，能夠一定程度改善保溫砂漿的性能。
　　(6)堿回收白泥的粒度遠低于水泥的粒度，摻入保溫砂漿中可以極大的改善保溫砂漿的強度和耐水性能。同時堿回收白泥可以顯著降低保溫砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)，其最佳摻量范圍為20％